Номер 10.12, страница 53 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 10. Электризация тел. Проводники и диэлектрики - номер 10.12, страница 53.

Условие.

10.12. Какие физические характеристики электрона вам известны?

Решение.

Электрон — это фундаментальная, стабильная элементарная частица, являющаяся одной из основных составляющих вещества. Он обладает рядом уникальных физических характеристик:

Масса покоя. Это масса частицы в системе отсчёта, где она неподвижна. Для электрона масса покоя ($m_e$) является фундаментальной физической постоянной и равна приблизительно $m_e \approx 9.109 \times 10^{-31}$ кг. В единицах энергии это соответствует $E \approx 0.511$ МэВ.

Электрический заряд. Электрон несёт отрицательный элементарный электрический заряд ($q_e$), который является наименьшей порцией (квантом) электрического заряда, существующей в свободном состоянии. Его величина составляет $q_e = -e \approx -1.602 \times 10^{-19}$ Кл.

Спин. Это собственный момент импульса частицы, который не связан с её движением в пространстве. Спин электрона является полуцелым и равен $s = 1/2$ (в единицах приведённой постоянной Планка $\hbar$). Частицы с полуцелым спином называются фермионами и подчиняются принципу запрета Паули.

Магнитный момент. Из-за наличия заряда и спина электрон обладает собственным магнитным моментом, то есть ведёт себя как микроскопический постоянный магнит. Его величина приблизительно равна магнетону Бора: $\mu_e \approx -1.00116 \mu_B$, где $\mu_B = \frac{e\hbar}{2m_e} \approx 9.274 \times 10^{-24}$ Дж/Тл.

Корпускулярно-волновой дуализм. Электрон одновременно проявляет свойства и частицы (локализован в пространстве, имеет массу), и волны (способен к дифракции и интерференции). Длина волны, ассоциированная с электроном (длина волны де Бройля), обратно пропорциональна его импульсу: $\lambda = h/p$.

Принадлежность к классу частиц. В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц электрон классифицируется как лептон первого поколения. Лептоны являются фундаментальными фермионами, которые не участвуют в сильном ядерном взаимодействии.

Ответ: Основные физические характеристики электрона включают его массу покоя ($m_e \approx 9.109 \times 10^{-31}$ кг), отрицательный элементарный электрический заряд ($q_e \approx -1.602 \times 10^{-19}$ Кл), полуцелый спин ($s = 1/2$), собственный магнитный момент, а также проявление корпускулярно-волнового дуализма и принадлежность к классу лептонов.